Ejercicio 1 de la Opción A del modelo 6 de Solución

Transcripción

1 Ejercicio 1 de la Opción A del modelo 6 de 2008 Sea f : R R la función definida por f(x) = (3x 2x 2 )e x. [1 5 puntos] Determina los intervalos de crecimiento y de decrecimiento de f. [1 punto] Calcula los extremos relativos de f (abscisas donde se obtienen y valores que se alcanzan). Los apartados y se pueden hacer juntos pues lo único que hay que estudiar es la primera derivada f (x), de la cual saldrá el crecimiento, decrecimiento, máximos y mínimos relativos f(x) = (3x 2x 2 )e x f (x) = (x 4x)e x + (3x 2x 2 )e x = e x ( 2x 2 x + 3) De f (x) = 0, ( 2x 2 x + 3) = 0, puesto que la exponencial e x nunca se anula. Las soluciones de 2x 2 x + 3 = 0, son x = 1 y x = - 1 5, que serán los posibles máximos y mínimos relativos. Como f (-2) = e 2 ( 2(-2) 2 (-2) + 3) = e -2 (- 3) < 0, f(x) es estrictamente decreciente en (-, - 1 5) Como f (0) = e 0 (3) = 1( 3) > 0, f(x) es estrictamente creciente en (-1 5, 1) Como f (2) = e (2) ( 2(2) 2 (2) + 3) = e 2 (- 7) < 0, f(x) es estrictamente decreciente en (1, + ) Por definición x = -1 5 es un mínimo relativo que vale f(-1 5) = (3( 1 5) 2(-1 5) 2 )e -1 5 = - 9.e -1 5 Por definición x = 1 es un máximo relativo que vale f(1) = (3(1) 2(1) 2 )e 1 = e Ejercicio 2 de la Opción A del modelo 6 de 2008 Considera las funciones f :(0,π) R y g : (0, + ) R definidas por y g(x) = x 3.ln(x). [ ln denota la función logaritmo neperiano]. [1 25 puntos] Halla la primitiva de f que toma el valor 1 cuando x = /3 (se puede hacer el cambio de variable t = cos x ). [1 25 puntos] Calcula. Una primitiva de f(x) es

2 Como me dicen que F(π /3) = 1, tenemos 1 = 1/[2.cos 2 (π /3) ] + K, de donde K = -1 y la primitiva pedida es F(x) = 1/[2.cos 2 (x) ] - 1 Es una integral por partes Ejercicio 3 de la Opción A del modelo 6 de 2008 [1 punto] Determina razonadamente los valores del parámetro m para los que el siguiente sistema de ecuaciones tiene más de una solución: 2x + y + z = mx x +2y + z = my x +2y +4z = mz [1 5 puntos] Resuelve el sistema anterior para el caso m = 0 y para el caso m = 1. Matriz de los coeficientes

3 Como es un sistema homogéneo, el sistema tiene más de una solución cuando el determinante de la matriz de los coeficientes es nulo. m) m] 1(3 m m) = = (2 m)[(2 m)(3 = - m 3 + 8m 2 16m + 9 Para resolver m 3 + 8m 2 16m + 9 = 0, aplicamos Ruffini Una solución es m = 1, y las otras salen de resolver la ecuación m 2 + 7m 9 = 0, obteniéndose Por tanto para m = 1, solución el sistema tiene más de una En el caso de m = 0, solo tiene la solución trivial (x,y,z) = (0,0,0) En el caso de m = 1, tiene infinitas soluciones. Tomo las ecuaciones 2ª y 3ª (con ellas el rango de A es 2) x +y + z = 0 x +2y +3z = 0. Hacemos z = λ R x +y = - λ x +2y = - m = 1 es. 2ª + 1ª(-1), y nos resulta y = - 2λ y x = λ, por tanto la solución del sistema para (x,y,z) = (λ, -2λ, λ ) con λ R Ejercicio 4 de la Opción A del modelo 6 de 2008 Se considera la recta r definida por mx = y = z + 2, (m 0), y la recta s definida por (x 4)/4 = y 1 = z/2

4 [1 5 puntos] Halla el valor de m para el que r y s son perpendiculares. [1 punto] Deduce razonadamente si existe algún valor de m para el que r y s son paralelas. Ponemos la recta r mx = y = z + 2, en forma continua x/(1/m) = y/1 = (z + 2)/1. Un vector director suyo es (1/m, 1, 1) y otro paralelo es u = (1, m, m) La recta s ya me la han dado en forma continua (x 4)/4 = (y 1)/1 = z/2. Un vector director suyo es v = (4, 1, 2) Las rectas "r" y "s" son perpendiculares si sus vectores directores son perpendiculares, es decir su producto escalar es cero 0 = u v = (1, m, m) (4, 1, 2) = 4 + m + 2m, por tanto 3m = - 4, de donde m = - 4/3 Las rectas "r" y "s" son paralelas si lo son sus vectores directores, es decir sus coordenadas son proporcionales. En nuestro caso 1/4 = m/1 = m/2, lo cual es absurdo pues m no puede ser a la vez 1/4 y 1/2, luego no hay ningún valor de "m" para el que las rectas sean paralelas. Ejercicio 1 de la Opción B del modelo 6 de 2008 [2 5 puntos] Dada la función f definida, para x 0, por f(x) = (e x +1) /( e x 1 )determina las asíntotas de su gráfica. La recta x = a es una asíntota vertical (A.V.) de la función f si Suelen ser los valores de "x" que anulan el denominador. De e x 1 = 0, tenemos e x = 1, luego x = 0 Veamos si x = 0 es A.V., la recta x = 0 es una A.V. de la función f.

5 La recta y = k es una asíntota horizontal (A.H.) de la función f si Lo estudiamos en + y en - Como = 1 es una A.H. de la función f en +., la recta y Como de la función f en -., la recta y = -1 es una A.H. Veamos la posición relativa respecto a las A.H. En + Como, la función está por encima de la A.H. En - Como, la función está por debajo de la A.H. La recta y = mx+n es una asíntota oblicua (A.O.) de la función f si Esta función no tiene A.O., donde y Ejercicio 2 de la Opción B del modelo 6 de 2008 Sea g : R R la función definida por g(x) = (1/4)x 3 x 2 + x. [0 5 puntos] Esboza la gráfica de g. [0 75 puntos] Determina la ecuación de la recta tangente a la gráfica de g en el punto de abscisa x = 2. (c) [1 25 puntos] Calcula el área del recinto limitado por la gráfica de g y el eje de abscisas.

6 g(x) = (1/4)x 3 x 2 + x es un cúbica. Veamos sus cortes con los ejes y su comportamiento en ± Corte con ordenadas. g(0) = 0, punto (0,0) Corte con abscisas. g(x) = 0, (1/4)x 3 x 2 + x = 0, resolviendo la ecuación sale x = 2(doble), punto (2,0) Un esbozo de la gráfica es De la gráfica se observa que la recta tangente en x = 2, es una tangente horizontal es decir y = 0. Vamos a comprobarlo La recta tangente a g(x) en x = 2 es y g(2) = g (2)(x - 2). g(x) = (1/4)x 3 x 2 + x, g(2) = 0. g (x) = (1/4)x 3 x 2 + x, g (2) = 0. Sustituyendo tenemos que la recta tangente es y 0 = 0(x - e), es decir y = 0. (c)

7 El área pedida es [ 1 8/3 + 2 ] = [ 1/3] u 2 Ejercicio 3 de la Opción B del modelo 6 de 2008 Dada la matriz [1 25 puntos] Estudia el rango de A en función de los valores del parámetro k. [1 25 puntos] Para k = 0, halla la matriz inversa de A. Como = 7-3 = 4 0, por lo menos rango(a) = 2 Si det(a) = A 0, rango(a) = 3 y si A = 0 rango(a) = 2. 4(3 k 2 ) Si A = 0, tenemos (3 k 2 ) = 0 de donde Si, rango(a) = 3 Si, rango(a) = 2

8 Si k = 0,, A = 4(3 0) = 12 0, tiene matriz inversa A -1 = (1/ A ).Adj(A T ) A T =, Adj(A T ) = ; A -1 = Ejercicio 4 de la Opción B del modelo 6 de 2008 Considera los puntos A(2, 0, 1), B( 1, 1, 2), C(2, 2, 1) y D(3, 1, 0). [1 punto] Calcula la ecuación del plano π que contiene a los puntos B, C y D. [1 5 puntos] Halla el punto simétrico de A respecto del plano π. A(2, 0, 1), B( 1, 1, 2), C(2, 2, 1) y D(3, 1, 0). Plano π que contiene a los puntos B, C y D Punto B( 1, 1, 2), vectores paralelos independientes el BC = (3, 1, -1) y el BD = (4, 0, -2) Ecuación continua + 2y 4z + 4 = 0 (x + 1)(-2) (y 1)(-2) + (z 2)(-4) = -2x Simplificando tenemos x + y 2z + 2 = 0 y un vector normal sería n = (-1, 1, -2)

9 Para calcular el simétrico del punto A respecto del plano π x + y 2z + 2 = 0, lo que hacemos es calcular el simétrico del punto sobre su proyección ortogonal P sobre el plano. Una forma de hacerlo es calcular la recta perpendicular al plano que pasa por A. Su punto es A(2, 0, 1) y su vector director el normal del plano, es decir u = n = (-1, 1, -2) Ecuaciones paramétricas Calculamos P como intersección de la recta con el plano, sustituyendo la ecuación de la recta en el plano -(2 - λ ) + (λ ) 2(1-2λ ) + 2 = 0. De donde λ = 1/3, y el punto P es P(2 1/3, 1/3, 1-2(1/3)) = P(5/3, 1/3, 1/3). P es el punto medio del segmento AA, siendo A el simétrico buscado. (5/3, 1/3, 1/3) = ( (2 + x)/2, y/2, (z + 1)/2 ) de donde x = 4/3, y = 2/3 y z = -1/3, es decir el punto simétrico buscado es A ( 4/3, 2/3, -1/3 )